电控柴油机的高压共轨管

所谓共轨管其实就是电控共轨柴油机燃油系统中的一根高压燃油储存钢管，来自高压油泵的压力燃油储存在此管内，然后用高压油管连接各缸（电控）喷油器，以此保证各缸燃油喷射压力和流量均匀相等。共轨管其实就是电控共轨柴油机的公共高压储油管。

根据柴油机的使用和安装条件不同，共轨管上安装有流量限制器（选装件）、共轨压力传感器、调压阀和限压阀等高压元件。典型的四缸柴油机共轨结构如图1和图2所示。

图1 电控共轨柴油机共轨管的组成

功能：共轨的任务是存储高压燃油，高压泵的供油和喷油所产生的压力波动由共轨的容积进行缓冲。在输出较大燃油量时，所有气缸共用的共轨压力也应保持恒定，从而确保喷油器打开时喷油压力不变。

图2 共轨管总成

工作原理：共轨中通常注满了高压燃油，充分利用高压对燃油的压缩来保持存储压力，并用高压泵来补偿脉动供油所产生的压力波动，因此即使从共轨中喷射出燃油，共轨中的压力也近似为恒定值。

共轨压力传感器

功能：共轨压力传感器的任务是以足够的精度、在较短的时间内测定共轨中燃油的实时压力，并向ECU提供相应的电压信号。

结构：共轨压力传感器的结构如图3所示，燃油经共轨中的一个孔流向共轨压力传感器，传感器膜片将孔末端封住。在压力作用下的燃油经压力室孔流向膜片。在此膜片上装有传感元件，用以将压力转换成电信号。通过一根连接导线将产生的信号传输到向ECU提供放大测量信号的求值电路。

图3 共轨压力传感器

工作原理：共轨压力传感器的工作原理：当由共轨燃油压力引起膜片形状发生变化（150 MPa时约为1mm）时，其上的电阻值会随之变化，并在用5V供电的电阻电桥中产生电压变化。根据燃油压力的不同，电压在0～70mV之间变化，并由求值电路放大到0.5～4.5V。
精确测量共轨中的燃油压力是喷油系统正常工作所必需的。为此，压力传感器在测量压力时的允许偏差很小，在主要工作范围内测量精度约为最大值的±2%。一旦共轨压力传感器失效，具有应急行驶功能的ECU以某个固定的预定值来控制调压阀的开度。

图4 限压阀结构示意图

1-高压接头 2-锥形阀头 3-通流孔4-活塞5-压力弹簧 6-限位件 7-阀体 8-回油孔

限压阀
功能：限压阀的任务相当于安全阀，它限制共轨中的压力，当压力过高时打开放油孔卸压。共轨内允许的短时最高压力为150MPa。
结构：限压阀是按机械原理工作的（如图4所示），它包括具有便于拧在共轨上的外螺纹的外壳、通往油箱的回油管接头、可活动的活塞、压力弹簧。
工作原理：外壳在通往共轨的连接端有一个孔，此孔被外壳内部密封面上的锥形活塞头部关闭。在标准工作压力（135MPa）下，弹簧将活塞紧压在座面上，共轨呈关闭状态。只有当超过系统最大压力时，活塞才受共轨中压力的作用而压缩，于是处于高压下的燃油流出。燃油经过通道流入活塞中央的孔，然后经回油管流回油箱。随着阀的开启，燃油从共轨中流出，结果降低了共轨中的压力。

图5 流量限制器结构示意图

1-通向共轨的接头 2-限位件 3-活塞 4-压力弹簧 5-外壳 6-通向喷油器的接管

流量限制器

功能：流量限制器的任务是防止喷油器可能出现的持续喷油现象。为实现此任务，当从共轨中流出的油量超过最大油量时，流量限制器将流向相应喷油器的进油管路关闭。该部件属于选装件，由于结构较为复杂，现已大多省略不用。

结构：流量限制器（如图5所示）有一个金属外壳，其上有外螺纹，以便拧装在共轨上，另一端的外螺纹用来拧入喷油器的进油管。外壳两端有孔，与共轨或喷油器进油管建立液压连接。流量限制器内部有一个活塞，弹簧将此活塞向共轨方向压紧。活塞对外壳壁部密封。活塞上的纵向孔连接进油和出油口，其直径在末端是缩小的。这种缩小的作用就像流量精确规定的节流孔效果一样。

流量限制器的工作原理如下：

正常工作状态：活塞处在静止位置，即在输入端的限位件上。一次喷油后，喷油端的压力下降，活塞向喷油方向运动。活塞压下的容积补偿了喷油器喷出的燃油容积。在喷油终止，活塞停止运动，不关闭密封座面，弹簧将活塞推回到静止位置，燃油经节流孔流出。

泄油量过大的故障工作状态：由于流过的油量大，活塞从静止位置被推向出油端的密封座面，一直到柴油机停机时靠到喷油器端的密封座面上，从而关闭通往喷油器的进油口。

泄油量过小的故障工作状态：由于产生泄油，活塞不再能达到静止位置。经过几次喷油后，活塞向出油处的密封座面移动，并停留在一个位置上，一直到柴油机停机时靠到喷油器端的密封座面上，从而关闭通往喷油器的进油口。

图6 共轨柴油机燃油系统

电控喷油器、共轨管、高压油泵